RU2597418C2 - Annular partition with pressure increase - Google Patents

Annular partition with pressure increase Download PDF

Info

Publication number
RU2597418C2
RU2597418C2 RU2014109418/03A RU2014109418A RU2597418C2 RU 2597418 C2 RU2597418 C2 RU 2597418C2 RU 2014109418/03 A RU2014109418/03 A RU 2014109418/03A RU 2014109418 A RU2014109418 A RU 2014109418A RU 2597418 C2 RU2597418 C2 RU 2597418C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
fluid
annular
annular partition
piston
Prior art date
Application number
RU2014109418/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014109418A (en
Inventor
Йерген ХАЛЛУНБЕК
Пол ХЕЙЗЕЛ
Рикарду Ревис ВАСКИС
Original Assignee
Веллтек А/С
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Веллтек А/С filed Critical Веллтек А/С
Publication of RU2014109418A publication Critical patent/RU2014109418A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2597418C2 publication Critical patent/RU2597418C2/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs
    • E21B33/127Packers; Plugs with inflatable sleeve
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/04Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells operated by fluid means, e.g. actuated by explosion
    • E21B23/0416Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells operated by fluid means, e.g. actuated by explosion characterised by force amplification arrangements
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/06Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells for setting packers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs
    • E21B33/124Units with longitudinally-spaced plugs for isolating the intermediate space
    • E21B33/1243Units with longitudinally-spaced plugs for isolating the intermediate space with inflatable sleeves

Landscapes

  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: group of inventions relates to annular partitions systems using annular partitions, methods and use of annular partitions. Annular partition expanding in annular space between tubular well structure and inner wall of well bore to ensure insulation zone between first zone and second well bore zone, containing: tubular part to be mounted as part of tubular structure of well structure and having expansion hole; expandable cuff surrounding said tubular part, wherein each end of extensible collar is connected with tubular part; and annular partition space between tubular part and expandable cuff, wherein annular partition additionally contains pressure amplification device equipped with input at first end, having liquid interconnection with expansion hole, and output at second end having liquid interconnection with annular partition, wherein amplification device comprises piston with first and second ends and arranged to slide in piston housing, wherein piston housing contains first cylinder having first inner diameter, which corresponds to outer diameter of first end of piston and has surface area of first end, and second cylinder having second diameter, which corresponds to outer diameter of second end of piston and has surface area of second end, wherein surface area of first end is larger than surface area of second end. Pressure amplification device additionally comprises fluid feed channel having liquid connection with said inlet and expansion hole for passage of fluid medium to second cylinder, wherein pressure amplification device additionally comprises first one-way check valve arranged in fluid medium supply channel to prevent fluid outlet from second cylinder at fluid compression with piston and for passage of fluid medium to second cylinder while reducing fluid compression by means of piston.
EFFECT: creation of annular partition, extensible without damage of other components in well.
15 cl, 8 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к кольцевой перегородке, размещаемой в стволе скважины для обеспечения изоляции зоны между первой зоной и второй зоной. Кроме того, настоящее изобретение относится к системе с использованием кольцевых перегородок, а также к способу размещения кольцевой перегородки в затрубном пространстве и к способу использования кольцевых перегородок в затрубном пространстве для герметизации секции контроля притока.The present invention relates to an annular partition located in a wellbore to provide isolation of a zone between a first zone and a second zone. In addition, the present invention relates to a system using annular partitions, as well as a method for placing an annular partition in an annulus and a method for using annular partitions in an annulus to seal an inflow control section.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

В стволах скважин кольцевые перегородки используют для различных целей, например для обеспечения изоляционной перегородки. Кольцевая перегородка имеет трубчатую часть, установленную как часть трубчатой скважинной конструкции, например обсадной эксплуатационной колонны, окруженной кольцевой расширяемой манжетой. Расширяемую манжету обычно изготавливают из эластомерного материала, но возможно также ее изготовление из металла. Манжета закреплена на концах на трубчатой части кольцевой перегородки.In boreholes, annular baffles are used for various purposes, for example, to provide an insulating baffle. The annular baffle has a tubular portion mounted as part of a tubular borehole structure, such as a casing string surrounded by an annular expandable sleeve. The expandable cuff is usually made from an elastomeric material, but it is also possible to make it from metal. The cuff is fixed at the ends on the tubular part of the annular partition.

Для герметизации зоны между трубчатой скважинной конструкцией и стволом скважины или внутренней и наружной трубчатой конструкциями используют вторую кольцевую перегородку. Первую кольцевую перегородку расширяют с одной стороны зоны, а вторую кольцевую перегородку - с другой стороны зоны, получая тем самым герметизацию зоны.To seal the zone between the tubular borehole structure and the borehole or the inner and outer tubular structures, a second annular partition is used. The first annular partition is expanded on one side of the zone, and the second annular partition is on the other side of the zone, thereby obtaining a zone seal.

Свод равновесия скважины определяется прочностью на разрыв трубы, оборудования скважины и других подобный компонентов, используемых внутри скважинной конструкции. В некоторых случаях расширяемая манжета кольцевой перегородки может быть расширена за счет увеличения давления внутри скважины, что является наиболее экономичным способом расширения манжеты. Прочностью на разрыв скважины определяется максимальное давление, которое можно приложить к скважине при расширении манжеты, и чтобы свести к минимуму воздействие давления расширения на скважину желательно минимизировать давление расширения, необходимое для расширения манжеты.The balance of well equilibrium is determined by the tensile strength of the pipe, the equipment of the well, and other similar components used inside the well structure. In some cases, the expandable cuff of the annular septum can be expanded by increasing the pressure inside the well, which is the most economical way to expand the cuff. The fracture toughness of the well determines the maximum pressure that can be applied to the well when expanding the cuff, and in order to minimize the effect of the expansion pressure on the well, it is desirable to minimize the expansion pressure necessary to expand the cuff.

При расширении на кольцевые перегородки могут воздействовать постоянное или периодическое внешнее высокое давление либо в виде гидравлического давления внутри скважинной среды, либо в виде давления формации. В некоторых случаях такое давление может вызывать разрушение кольцевой перегородки, приводящее к серьезным последствиям для области, которую надо герметизировать перегородкой, поскольку при разрушении теряется герметизирующая способность.When expanding, annular partitions can be affected by constant or periodic external high pressure either in the form of hydraulic pressure inside the borehole medium or in the form of formation pressure. In some cases, such pressure can cause destruction of the annular partition, leading to serious consequences for the area that needs to be sealed with a partition, since the sealing ability is lost during the destruction.

Современные требования к прочностным характеристикам привели к использованию существенно более высоких давлений расширения. Однако высокие давления расширения влияют не только на величину прочности на разрыв; при высоких давлениях могут потерять эффективность или перестать работать множество различных скважинных инструментов. По этой причине в скважинах иногда ограничивают допустимое давление расширения для защиты инструментов и приборов, находящихся в скважине. Эту проблему можно обойти путем уменьшения толщины или прочности расширяемой манжеты. Однако это уменьшит прочностные характеристики.Modern requirements for strength characteristics have led to the use of significantly higher expansion pressures. However, high expansion pressures affect not only the value of tensile strength; at high pressures, many different downhole tools can lose their effectiveness or stop working. For this reason, the permissible expansion pressure is sometimes limited in the wells to protect tools and instruments located in the well. This problem can be circumvented by reducing the thickness or strength of the expandable cuff. However, this will reduce the strength characteristics.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящее изобретение направлено на полное или частичное преодоление описанных выше недостатков и дефектов известного уровня техники. В частности, поставлена задача создания кольцевой перегородки, расширяемой без повреждения других компонентов в оборудованной скважине, причем без снижения прочностных характеристик кольцевой перегородки.The present invention is directed to the full or partial overcoming of the above disadvantages and defects of the prior art. In particular, the task was to create an annular partition, expandable without damaging other components in the equipped well, and without reducing the strength characteristics of the annular partition.

На достижение указанной выше и различных других задач и преимуществ направлено изобретение, признаки которого раскрыты в приведенном ниже описании и которое представляет собой кольцевую перегородку, развертываемую в затрубном пространстве между трубчатой скважинной конструкцией и внутренней стенкой ствола скважины для обеспечения изоляции зоны между первой и второй зонами ствола скважины и содержащую:To achieve the above and various other objectives and advantages, the invention is directed, the features of which are disclosed in the description below and which is an annular partition deployed in the annulus between the tubular borehole structure and the inner wall of the borehole to provide isolation of the zone between the first and second zones of the bore wells and containing:

- трубчатую часть для установки в качестве части трубчатой конструкции скважинной конструкции, имеющую отверстие расширения,- a tubular part for installation as part of the tubular structure of the borehole structure having an expansion hole,

- расширяемую манжету, окружающую указанную трубчатую часть, причем каждый конец расширяемой манжеты соединен с трубчатой частью, иan expandable cuff surrounding said tubular part, wherein each end of the expandable cuff is connected to the tubular part, and

- пространство кольцевой перегородки между трубчатой частью и расширяемой манжетой,- the space of the annular partition between the tubular part and the expandable cuff,

причем кольцевая перегородка дополнительно содержит средство усиления давления, снабженное входом на первом конце, имеющим жидкостное соединение с отверстием расширения, и выходом на втором конце, имеющим жидкостное соединение с пространством кольцевой перегородки, причем средство усиления давления содержит поршень, имеющий первый конец и второй конец и установленный с возможностью скольжения в корпусе, причем корпус поршня содержит первый цилиндр, имеющий первый внутренний диаметр, который соответствует наружному диаметру первого конца поршня и имеет площадь поверхности первого конца, и второй цилиндр, имеющий второй диаметр, который соответствует наружному диаметру второго конца поршня и имеет площадь поверхности второго конца, причем площадь поверхности первого конца больше площади поверхности второго конца, при этом средство усиления давления дополнительно содержит канал подачи текучей среды для пропускания текучей среды во второй цилиндр, при этом средство усиления давления дополнительно содержит первый односторонний обратный клапан, размещенный в канале подачи текучей среды для предотвращения выхода текучей среды из второго цилиндра при сжатии текучей среды поршнем и для пропускания текучей среды во второй цилиндр при уменьшении сжатия текучей среды посредством поршня.moreover, the annular baffle further comprises a pressure enhancing means provided with an input at the first end having a fluid connection to the expansion hole and an output at the second end having a fluid connection with the space of the annular partition, the pressure enhancing means comprising a piston having a first end and a second end and mounted slidably in the housing, the piston housing comprising a first cylinder having a first inner diameter that corresponds to the outer diameter of the first the end of the piston and has a surface area of the first end, and a second cylinder having a second diameter that corresponds to the outer diameter of the second end of the piston and has a surface area of the second end, the surface area of the first end being larger than the surface area of the second end, the pressure enhancing means further comprising a channel a fluid supply for passing fluid into the second cylinder, wherein the pressure enhancing means further comprises a first one-way check valve located in the channel fluid supply to prevent the escape of fluid from the second cylinder during compression of the fluid and the piston for fluid flow into the second cylinder with decreasing compression of the fluid through the piston.

Средство усиления давления может дополнительно содержать второй односторонний обратный клапан, размещенный между каналом подачи текучей среды и выходом средства усиления давления для предотвращения попадания текучей среды повышенного давления во второй цилиндр при уменьшении сжатия текучей среды посредством поршня и для выпускания текучей среды повышенного давления из средства усиления давления через выход при сжатии текучей среды поршнем.The pressure enhancing means may further comprise a second one-way check valve located between the fluid supply channel and the outlet of the pressure enhancing means to prevent the increased pressure fluid from entering the second cylinder while reducing the compression of the fluid through the piston and to release the increased pressure fluid from the pressure enhancing means through the outlet when the fluid is compressed by the piston.

В одном варианте осуществления изобретения средство усиления давления может содержать поршень, имеющий первый конец и второй конец и установленный с возможностью скольжения в корпусе поршня, причем первый конец поршня может иметь площадь поверхности, которая больше площади, которую имеет второй конец поршня.In one embodiment of the invention, the pressure enhancing means may comprise a piston having a first end and a second end and slidably mounted in the piston body, wherein the first end of the piston may have a surface area that is larger than the area that the second end of the piston has.

В другом варианте осуществления изобретения средство усиления давления может содержать поршень, имеющий первый конец и второй конец, установленный с возможностью скольжения в корпусе поршня, причем первый конец поршня может иметь площадь поверхности, которая больше площади поверхности второго конца поршня, а корпус поршня может содержать два цилиндра, из которых первый цилиндр имеет первый диаметр, соответствующий первому концу поршня, а второй цилиндр имеет второй диаметр, который меньше первого диаметра и соответствует второму концу поршня.In another embodiment, the pressure enhancing means may comprise a piston having a first end and a second end slidably mounted in the piston body, wherein the first end of the piston may have a surface area that is larger than the surface area of the second end of the piston and the piston body may comprise two cylinder, of which the first cylinder has a first diameter corresponding to the first end of the piston, and the second cylinder has a second diameter that is smaller than the first diameter and corresponds to the second end piston.

Кроме того, средство усиления давления может содержать множество средств усиления давления.In addition, the pressure enhancing means may comprise a plurality of pressure enhancing means.

Средство усиления давления может содержать множество поршней.The pressure enhancer may comprise a plurality of pistons.

Дополнительно выход средства усиления давления может содержать камеру накопления давления, имеющую жидкостное соединение с множеством вторых концов множества поршней и жидкостное соединение с пространством кольцевой перегородки.Additionally, the output of the pressure enhancing means may comprise a pressure storage chamber having a fluid connection to the plurality of second ends of the plurality of pistons and a fluid connection to the space of the annular partition.

Кроме того, можно предусмотреть канал избытка текучей среды между средством усиления давления и стволом скважины, позволяющий текучей среде протекать из средства усиления давления в ствол скважины.In addition, it is possible to provide a channel for excess fluid between the pressure enhancing means and the wellbore, allowing the fluid to flow from the pressure enhancing means to the wellbore.

В одном варианте осуществления изобретения средств усиления давления может содержать полость внутри корпуса поршня между первым и вторым концами поршня.In one embodiment, the pressure enhancing means may comprise a cavity within the piston body between the first and second ends of the piston.

Перед использованием атмосферного давления можно поднять давление в указанной полости.Before using atmospheric pressure, you can increase the pressure in the specified cavity.

Описанная выше кольцевая перегородка может также содержать клапан одностороннего действия, который имеет жидкостное соединение с выходом средства усиления давления и с пространством кольцевой перегородки и не дает текучей среде протекать из пространства кольцевой перегородки к средству усиления давления.The annular partition described above may also include a one-way valve that is fluidly connected to the outlet of the pressure enhancing means and to the space of the annular partition and prevents fluid from flowing from the space of the annular partition to the pressure enhancing means.

Описанная выше кольцевая перегородка может также содержать клапан одностороннего действия, который имеет жидкостное соединение со стволом скважины и пространством кольцевой перегородки и пропускает текучую среду из ствола скважины в пространство кольцевой перегородки.The annular baffle described above may also include a one-way valve that is fluidly connected to the borehole and the annulus space and allows fluid to flow from the borehole to the annulus space.

Кроме того, предлагаемая кольцевая перегородка может содержать первое и второе средства усиления давления, установленные последовательно, причем первое средство усиления давления содержит первый вход и первый выход, из которых первый вход имеет жидкостное соединение с отверстием расширения, и второе средство усиления давления содержит второй вход и второй выход, из которых второй выход имеет жидкостное соединение с пространством кольцевой перегородки.In addition, the proposed annular partition may contain first and second pressure enhancing means arranged in series, the first pressure enhancing means comprising a first inlet and a first outlet, from which the first inlet is fluidly connected to the expansion hole, and the second pressure enhancing means comprises a second inlet and the second outlet, from which the second outlet is fluidly connected to the space of the annular partition.

Кроме того, кольцевая перегородка может содержать первое и второе средства усиления давления, а также по меньшей мере одно промежуточное средство усиления давления, установленное последовательно, причем первое средство усиления давления содержит первый вход и первый выход, при этом первый вход имеет жидкостное соединение с отверстием расширения, и второе средство усиления давления содержит второй вход и второй выход, при этом второй выход имеет жидкостное соединение с пространством кольцевой перегородки; указанное по меньшей мере одно промежуточное средство усиления давления может содержать промежуточный вход, имеющий жидкостное соединение с первым выходом, и промежуточный выход, имеющий жидкостное соединение со вторым входом.In addition, the annular partition may comprise first and second pressure enhancing means as well as at least one intermediate pressure enhancing means arranged in series, the first pressure enhancing means comprising a first inlet and a first outlet, wherein the first inlet is fluidly connected to the expansion hole and the second pressure enhancing means comprises a second inlet and a second outlet, wherein the second outlet is fluidly connected to the space of the annular partition; said at least one intermediate pressure enhancing means may comprise an intermediate inlet having a fluid connection to the first outlet, and an intermediate outlet having a fluid connection to the second inlet.

Предусмотрено наличие группы промежуточных средств усиления давления, которые могут быть установлены последовательно, причем соседние промежуточные средства усиления давления могут содержать промежуточные выходы, имеющие жидкостное соединение с промежуточными входами.A group of intermediate pressure amplification means is provided that can be installed in series, and adjacent intermediate pressure amplification means may comprise intermediate outputs having a fluid connection to the intermediate inputs.

В одном варианте осуществления изобретения средство усиления давления может содержать гидравлический усилитель давления.In one embodiment, the pressure enhancing means may comprise a hydraulic pressure booster.

При этом гидравлический усилитель давления может содержать первый цилиндр, имеющий первую площадь внутреннего поперечного сечения на первом конце средства усиления давления, и второй цилиндр, имеющий вторую площадь внутреннего поперечного сечения на втором конце средства усиления давления.The hydraulic pressure booster may comprise a first cylinder having a first internal cross-sectional area at the first end of the pressure enhancing means, and a second cylinder having a second internal cross-sectional area at the second end of the pressure enhancing means.

Гидравлический усилитель давления может содержать управляющий распределитель для управления жидкостным соединением между первым цилиндром, входом средства усиления давления и каналом избытка текучей среды, обеспечивающим жидкостное соединение от средства усиления давления к стволу скважины; управляющий распределитель имеет два положения: в первом положении обеспечивается жидкостное соединение между первым цилиндром и входом средства усиления давления для подачи расширяющей текучей среды в первый цилиндр при повышении давления, тогда как во втором положении обеспечивается жидкостное соединение между первым цилиндром и каналом избытка текучей среды при отводе поршня, что позволяет расширяющей текучей среде выйти из первого цилиндра; причем управляющий распределитель выполнен с возможностью переключения между упомянутыми первым и вторым положениями посредством управляющего устройства.The hydraulic pressure amplifier may include a control valve for controlling the fluid connection between the first cylinder, the inlet of the pressure enhancing means and the excess fluid channel providing fluid connection from the pressure enhancing means to the wellbore; the control valve has two positions: in the first position, a fluid connection is provided between the first cylinder and the inlet of the pressure enhancing means for supplying the expanding fluid to the first cylinder when the pressure rises, while in the second position, a fluid connection is provided between the first cylinder and the excess fluid channel during outlet a piston, which allows the expanding fluid to exit the first cylinder; moreover, the control valve is configured to switch between the aforementioned first and second positions by means of a control device.

Гидравлический усилитель давления, кроме того, может содержать первый и второй односторонние обратные клапаны, при этом первый односторонний обратный клапан пропускает расширяющую текучую среду с входа средства усиления давления во второй цилиндр и не дает текучей среде повышенного давления течь обратно со второго цилиндра к входу средства усиления давления, при этом второй односторонний обратный клапан пропускает расширяющую текучую среду повышенного давления из второго цилиндра к выходу средства усиления давления и в пространство кольцевой перегородки, не давая текучей среде повышенного давления течь обратно из пространства кольцевой перегородки ко второму цилиндру.The hydraulic pressure booster may further comprise first and second one-way check valves, wherein the first one-way check valve passes the expanding fluid from the inlet of the pressure enhancing means to the second cylinder and does not allow the pressurized fluid to flow back from the second cylinder to the inlet of the amplifying means pressure, while the second one-way check valve passes the expanding fluid of the increased pressure from the second cylinder to the outlet of the pressure amplification means and into the space annular septum, preventing the fluid from increased pressure to flow back from the space of the annular septum to the second cylinder.

В одном из вариантов осуществления изобретения канал избытка текучей среды может содержать фильтр.In one embodiment, the excess fluid channel may comprise a filter.

Кроме того, средство усиления давления может содержать поршень двустороннего действия.In addition, the pressure enhancing means may comprise a double acting piston.

Средство усиления давления может содержать поршень двустороннего действия, дополнительно содержащий первый и второй управляющие распределители для управления жидкостным соединением между первым и вторым концом первого цилиндра, клапан управления направлением текучей среды, а также первый и второй канал избытка текучей среды, обеспечивающие жидкостное соединение от средства усиления давления в ствол скважины, причем первый управляющий распределитель имеет два положения: в первом положении обеспечивается жидкостное соединение между первым концом первого цилиндра и клапаном управления направлением текучей среды для подачи расширяющей текучей среды в первый конец цилиндра при повышении давления на втором конце второго цилиндра, тогда как во втором положении обеспечивается жидкостное соединение между первым цилиндром и первым каналом избытка текучей среды; и второй управляющий распределитель имеет два положения: в первом положении обеспечивается жидкостное соединение между вторым концом первого цилиндра и клапаном управления направлением текучей среды для подачи расширяющей текучей среды во второй конец первого цилиндра при повышении давления на первом конце второго цилиндра, при этом во втором положении обеспечивается жидкостное соединение между вторым концом первого цилиндра и вторым каналом избытка текучей среды.The pressure enhancing means may include a double-acting piston, further comprising a first and second control valves for controlling the fluid connection between the first and second ends of the first cylinder, a fluid direction control valve, and a first and second excess fluid channel providing fluid connection from the amplification means pressure into the wellbore, the first control valve having two positions: in the first position, a fluid connection between a first end of the first cylinder and a valve controlling fluid direction for feeding the expanding fluid into the first end of the cylinder when the pressure at the second end of the second cylinder, whereas in the second position a fluid connection is provided between the first cylinder and the first channel of excess fluid; and the second control valve has two positions: in the first position, a fluid connection is provided between the second end of the first cylinder and the fluid direction control valve for supplying the expanding fluid to the second end of the first cylinder with increasing pressure at the first end of the second cylinder, while in the second position fluid connection between the second end of the first cylinder and the second channel of the excess fluid.

Упомянутый клапан управления направлением текучей среды можно регулировать с помощью первого и второго управляющих устройств, из которых первое управляющее устройство определяет, когда поршень достигает положения упора на первом конце первого цилиндра, а второе управляющее устройство определяет, когда поршень достигает положения упора на втором конце первого цилиндра.Said fluid direction control valve can be controlled by the first and second control devices, of which the first control device determines when the piston reaches the stop position at the first end of the first cylinder, and the second control device determines when the piston reaches the stop position at the second end of the first cylinder .

Кроме того, средство усиления давления может содержать гидравлический усилитель давления с поршнем двустороннего действия.In addition, the pressure enhancing means may comprise a hydraulic pressure booster with a double-acting piston.

В одном из вариантов осуществления изобретения средство усиления давления может содержать сжатый газ, причем сжатый газ может выпускаться в кольцевую перегородку путем разблокировки расширяющей текучей средой клапана управления газом.In one embodiment, the pressure enhancing means may comprise compressed gas, wherein the compressed gas may be discharged into the annular partition by releasing the gas control valve by the expanding fluid.

На конце кольцевой перегородки, с противоположной стороны от средства усиления давления, можно установить второе средство усиления давления.At the end of the annular partition, on the opposite side of the pressure enhancing means, second pressure enhancing means can be installed.

Настоящее изобретение, кроме того, относится к системе с использованием кольцевых перегородок, которая содержит:The present invention also relates to a system using annular partitions, which contains:

- трубчатую скважинную конструкцию; и- tubular borehole structure; and

- по меньшей мере одну кольцевую перегородку по любому из предыдущих пунктов, установленную как часть трубчатой скважинной конструкции.- at least one annular partition according to any one of the preceding paragraphs, installed as part of a tubular borehole structure.

Настоящее изобретение относится также к способу установки описанной выше кольцевой перегородки в затрубном пространстве, который содержит следующие этапы:The present invention also relates to a method for installing the annular partition described above in the annulus, which comprises the following steps:

- соединяют кольцевую перегородку с трубчатой скважинной конструкцией;- connect the annular partition with a tubular borehole structure;

- размещают нерасширенную кольцевую перегородку в заданном местоположении скважины;- place the unexpanded annular partition at a predetermined location of the well;

- повышают давление текучей среды внутри трубчатой части;- increase the pressure of the fluid inside the tubular part;

- усиливают давление в пространстве кольцевой перегородки с помощью средства усиления давления; и- increase the pressure in the space of the annular partition by means of pressure amplification; and

- расширяют расширяемую манжету.- expand the expandable cuff.

Наконец, настоящее изобретение относится к способу использования описанной выше кольцевой перегородки в затрубном пространстве для герметизации секции контроля притока, который содержит следующие этапы:Finally, the present invention relates to a method for using the annular partition described above in the annulus to seal the inflow control section, which comprises the following steps:

- соединяют две кольцевые перегородки с трубчатой скважинной конструкцией и между ними с секцией контроля притока;- connect two annular partitions with a tubular borehole structure and between them with the inflow control section;

- размещают две кольцевые перегородки и секцию контроля притока в заданном местоположении скважины;- place two annular partitions and an inflow control section at a predetermined location of the well;

- повышают давление в трубчатой части и расширяют кольцевые перегородки посредством текучей среды повышенного давления изнутри трубчатой части для обеспечения изоляции зоны между первой и второй зонами ствола скважины, причем первая зона имеет первое давление текучей среды, причем вторая зона имеет второе давление текучей среды;- increase the pressure in the tubular part and expand the annular partitions by means of high pressure fluid from the inside of the tubular part to provide isolation of the zone between the first and second zones of the wellbore, the first zone having a first fluid pressure, the second zone having a second fluid pressure;

- прекращают повышать давление в трубчатой части; и- stop increasing the pressure in the tubular part; and

- активируют секцию контроля притока, чтобы начать выпуск текучей среды в трубчатую скважинную конструкцию.- activate the inflow control section to start the release of fluid into the tubular borehole structure.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Изобретение и многие его преимущества более подробно описаны ниже со ссылками на прилагаемые упрощенные чертежи, на которых с целью иллюстрации показаны лишь некоторые варианты осуществления, которые не ограничивают патентных притязаний изобретения.The invention and many of its advantages are described in more detail below with reference to the accompanying simplified drawings, in which, for purposes of illustration, only some embodiments are shown that do not limit the patent claims of the invention.

На фиг. 1 показана крупным планом кольцевая перегородка в нерасширеном состоянии.In FIG. 1 shows a close-up of the annular septum in an unexpanded state.

На фиг. 2 показано поперечное сечение вдоль продольной оси кольцевой перегородки в нерасширенном состоянии.In FIG. 2 shows a cross section along the longitudinal axis of the annular septum in an unexpanded state.

На фиг. 3 показана схема гидравлического усилителя давления.In FIG. 3 shows a diagram of a hydraulic pressure booster.

На фиг. 4 показана кольцевая перегородка с фиг. 1 в расширенном состоянии.In FIG. 4 shows the annular partition of FIG. 1 in expanded state.

На фиг. 5 показана схема гидравлического усилителя давления с поршнем одностороннего действия.In FIG. 5 shows a diagram of a hydraulic pressure amplifier with a single-acting piston.

На фиг. 6 показана схема гидравлического средства усиления давления с поршнем двустороннего действия.In FIG. 6 shows a diagram of a hydraulic means of pressure amplification with a double-acting piston.

На фиг. 7 показано множество установленных последовательно средств усиления давления.In FIG. 7 shows a plurality of sequentially installed pressure enhancing means.

На фиг. 8 показана система с использованием кольцевых перегородок.In FIG. 8 shows a system using annular partitions.

Все фигуры выполнены весьма схематично и не обязательно с соблюдением масштаба, при этом показаны лишь те детали, которые необходимы для пояснения изобретения, другие же детали опущены или только предполагаются.All figures are made very schematically and not necessarily on a scale, while only those details are shown that are necessary to explain the invention, while other details are omitted or are only intended.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

На фиг. 2 показана кольцевая перегородка 1, размещенная в стволе шахты 100 и содержащая трубчатую часть 2 для установки в качестве части трубчатой конструкции 300. Трубчатая часть окружена расширяемой манжетой 3, соединенной с трубчатой частью на обоих концах 31, 32 с помощью средств 50 соединения, с образованием тем самым пространства 30 кольцевой перегородки между трубчатой частью 2 и расширяемой манжетой 3. Трубчатая часть имеет отверстие 13 расширения, позволяющее текучей среде F1 расширения попадать в кольцевую перегородку для расширения расширяемой манжеты 3. Кроме того, кольцевая перегородка содержит средство 10 усиления давления, которое на первом своем конце 10а имеет вход 11, имеющий жидкостное соединение с отверстием расширения, и которое на втором своем конце 10b имеет выход 12, имеющий жидкостное соединение с пространством 30 кольцевой перегородки. Линия 22 на фиг. 1 является средней линией кольцевой перегородки 1.In FIG. 2 shows an annular partition 1 located in the shaft of the shaft 100 and containing a tubular part 2 for installation as part of a tubular structure 300. The tubular part is surrounded by an expandable sleeve 3 connected to the tubular part at both ends 31, 32 using connection means 50, to form thereby the spaces 30 of the annular partition between the tubular part 2 and the expandable sleeve 3. The tubular part has an expansion hole 13 that allows the expansion fluid F1 to enter the annular partition to expand the expandable 3. In addition, the annular septum comprises pressure enhancing means 10, which at its first end 10a has an inlet 11 having a fluid connection to the expansion hole and which at its second end 10b has an outlet 12 having a fluid connection with the annular space 30 . Line 22 in FIG. 1 is the middle line of the annular septum 1.

За счет того, что средство усиления давления размещено между отверстием расширения и пространством кольцевой перегородки, давление внутри скважины можно поддерживать на определенном уровне, который могут выдерживать другие компоненты или устройства оборудованной скважины, в то же время значительно увеличивая давление расширения внутри пространства кольцевой перегородки. За счет того, что давление расширения увеличивается только в кольцевой перегородке, при установке предлагаемой кольцевой перегородки давление в остальной части скважины можно повышать до значения много меньшего, чем давление расширения в пространстве кольцевой перегородки, необходимое для расширения расширяемой манжеты. Низкое давление в скважине предпочтительно по соображениям безопасности, поскольку некоторые устройства или компоненты скважины будут повреждены при превышении определенного давления, а в некоторых типах скважин высокое давление вообще недопустимо. Таким образом, возможность расширения кольцевой перегородки при низком давлении позволяет создать более универсальную кольцевую перегородку, подходящую для большего числа различных типов скважин, и кольцевые перегородки могут использоваться с большим числом различных типов скважин. При этом кольцевая перегородка может использоваться и в скважинах, способных выдерживать высокое давление, поскольку кольцевую перегородку можно существенно усилить без необходимости увеличения прочности на разрыв скважины, поскольку расширяющая текучая среда F2 с повышенным давлением может расширять и значительно более прочную кольцевую перегородку. Более прочная кольцевая перегородка будет, соответственно, более стойкой к разрушению, потере герметичности и коррозии.Due to the fact that the pressure enhancing means is located between the expansion hole and the annular partition space, the pressure inside the well can be maintained at a certain level that other components or devices of the equipped well can withstand, while significantly increasing the expansion pressure inside the annular partition space. Due to the fact that the expansion pressure increases only in the annular partition, when installing the proposed annular partition, the pressure in the rest of the well can be increased to a value much lower than the expansion pressure in the space of the annular partition necessary to expand the expandable cuff. Low well pressure is preferable for safety reasons, since some devices or components of the well will be damaged if a certain pressure is exceeded, and in some types of wells high pressure is generally unacceptable. Thus, the possibility of expanding the annular partition at low pressure allows you to create a more versatile annular partition suitable for more different types of wells, and annular partitions can be used with a large number of different types of wells. At the same time, the annular septum can be used in wells that can withstand high pressure, since the annular septum can be significantly strengthened without the need for increasing the tensile strength of the well, since the expanding fluid F2 with increased pressure can expand the much stronger annular septum. A stronger annular partition will be, accordingly, more resistant to destruction, loss of tightness and corrosion.

На фиг. 1 представлен односторонний клапан 64, который имеет жидкостную связь со стволом скважины и пространством кольцевой перегородки 30, что позволяет текучей среде течь из ствола скважины в пространство 30 кольцевой перегородки. Для безопасности при резком повышении давления в стволе скважины, например, при взрыве газа, текучей среде из ствола скважины можно позволить поступать в пространство 30 кольцевой перегородки через клапан 64 одностороннего действия, что предотвращает разрушение перегородки из-за внешнего давления. Кроме того, на другом конце кольцевой перегородки (не показан) можно установить дополнительный клапан одностороннего действия, что позволит текучей среде поступать в перегородку как из первой зоны 102, так и из второй зоны 103 ствола скважины.In FIG. 1, a one-way valve 64 is provided that is in fluid communication with the borehole and the annulus 30 space, which allows fluid to flow from the borehole into the annulus 30 space. For safety, with a sharp increase in pressure in the wellbore, for example, during a gas explosion, the fluid from the wellbore can be allowed to enter the annular partition space 30 through a single-acting valve 64, which prevents the destruction of the partition due to external pressure. In addition, at the other end of the annular septum (not shown), an additional one-way valve can be installed to allow fluid to enter the septum from both the first zone 102 and the second zone 103 of the wellbore.

В различных вариантах осуществления изобретения могут использоваться как поршни, так и плунжеры. Однако в дальнейшем для описания подвижного элемента, установленного в цилиндре для смещения текучей среды будет использоваться лишь термин «поршень». Преимущества и недостатки применения поршней и плунжеров известны специалистам в данной области техники.In various embodiments of the invention, both pistons and plungers can be used. However, hereinafter, only the term “piston” will be used to describe the movable element installed in the cylinder to displace the fluid. The advantages and disadvantages of using pistons and plungers are known to those skilled in the art.

Кольцевые перегородки 1 в соответствии с настоящим изобретением устанавливают в общем случае в качестве части трубчатой скважинной конструкции, например эксплуатационной обсадной колонны, перед опусканием трубчатой конструкции 300 в буровую скважину. Трубчатая скважинная конструкция 300 образована частями трубчатой скважинной конструкции, собранными в виде длинной трубчатой скважинной колонны. При установке трубчатой скважинной колонны кольцевые перегородки 1 устанавливают между другими частями трубчатой скважинной конструкции, такими как секции контроля притока, секция отверстия гидроразрыва и т.д. Трубчатая часть 2 может соединяться с частями трубчатой скважинной конструкции, например, с помощью резьбового соединения (не показано).The annular partitions 1 in accordance with the present invention are generally installed as part of a tubular borehole structure, such as an operational casing string, before lowering the tubular structure 300 into a borehole. The tubular borehole structure 300 is formed by parts of the tubular borehole structure assembled in the form of a long tubular borehole string. When installing a tubular borehole string, annular partitions 1 are installed between other parts of the tubular borehole structure, such as flow control sections, frac section, etc. The tubular part 2 may be connected to the parts of the tubular borehole structure, for example, using a threaded connection (not shown).

Кольцевая перегородка 1 имеет ряд различных назначений, каждое из которых требует расширения расширяемой манжеты 3 кольцевой перегородки 1 так, чтобы манжета упиралась во внутреннюю стенку 200 ствола скважины. Нерасширенная манжета имеет цилиндрическую форму, и ее концы соединены с трубчатой частью с помощью средств 50 соединения. Расширяемую манжету 3 расширяют путем подачи текучей среды с повышенным давлением через отверстие 9 расширения трубчатой части, через средство усиления давления и в пространство 30 кольцевой перегородки между расширяемой манжетой 3 и трубчатой частью 2.The annular septum 1 has a number of different purposes, each of which requires the expansion of the expandable cuff 3 of the annular septum 1 so that the cuff abuts against the inner wall 200 of the wellbore. The unexpanded cuff has a cylindrical shape, and its ends are connected to the tubular part by means of connection 50. The expandable sleeve 3 is expanded by supplying a pressurized fluid through the expansion hole 9 of the tubular portion, through pressure enhancing means and into the space 30 of the annular partition between the expandable sleeve 3 and the tubular part 2.

На фиг. 2 показано поперечное сечение по продольному направлению кольцевой перегородки в нерасширенном состоянии. Как показывает разрез в середине кольцевой перегородки, длина кольцевых перегородок в продольном направлении значительно больше диаметра перегородки. Длина перегородки может доходить до нескольких метров, например, по меньшей менее 5 или 10 м, в то время как диаметр перегородки ограничен весьма небольшим свободным пространством в стволе скважины.In FIG. 2 shows a cross section along the longitudinal direction of the annular septum in an unexpanded state. As the section shows in the middle of the annular partition, the length of the annular partitions in the longitudinal direction is much larger than the diameter of the partition. The length of the septum can reach several meters, for example, at least 5 or 10 m, while the diameter of the septum is limited by a very small free space in the wellbore.

На фиг. 3 показано сечение части средства 10 усиления давления, причем средство 10 усиления давления содержит накопительную камеру 72, установленную как часть выхода 12, имеющего жидкостное соединение с множеством вторых концов множества поршней и жидкостное соединение с пространством 30 кольцевой перегородки. Использование ряда поршней, каждый из которых позволяет текучей среде поступать в накопительную камеру, предотвращает закупоривание, поскольку вероятность механического повреждения в средстве усиления давления распределяется по множеству поршней. Если происходит закупоривание одного или более поршней крупными частицами в текучей среде, оставшиеся поршни также могут обеспечивать требуемое давление.In FIG. 3 shows a section through a portion of a pressure enhancing means 10, the pressure enhancing means 10 comprising a storage chamber 72 mounted as part of an outlet 12 having a fluid connection to a plurality of second ends of a plurality of pistons and a fluid connection to an annular partition space 30. The use of a number of pistons, each of which allows fluid to enter the collection chamber, prevents clogging, since the likelihood of mechanical damage in the pressure enhancer is distributed across the plurality of pistons. If one or more pistons become clogged with large particles in a fluid, the remaining pistons can also provide the required pressure.

На фиг. 4 показано поперечное сечение по продольному направлению кольцевой перегородки в расширенном состоянии. Кольцевая перегородка 1 дополнительно содержит второе средство 10е усиления давления. По конструктивным соображениям второе средство 10е усиления давления можно разместить на конце кольцевой перегородки 1, с противоположной стороны от средства 10 усиления давления. Наличие средств 10, 10е усиления давления на обоих концах кольцевой перегородки не приводит к увеличению давления, которое может достигаться внутри пространства 30 кольцевой перегородки. Однако это позволяет увеличить скорость расширения кольцевой перегородки.In FIG. 4 shows a cross section along the longitudinal direction of the annular partition in an expanded state. The annular partition 1 further comprises second pressure enhancing means 10e. For design reasons, the second pressure enhancing means 10e can be placed at the end of the annular partition 1, on the opposite side of the pressure enhancing means 10. The presence of pressure amplification means 10, 10e at both ends of the annular partition does not increase the pressure that can be achieved within the space 30 of the annular partition. However, this allows you to increase the speed of expansion of the annular septum.

Как уже отмечено, это пространство сильно ограничено при работе в скважине. Однако скорость также является важным фактором, который позволяет снизить продолжительность работ в скважине и тем самым уменьшить расходы на проведение скважинных работ.As already noted, this space is very limited when working in the well. However, speed is also an important factor that allows you to reduce the duration of work in the well and thereby reduce the cost of conducting well operations.

На фиг. 5 показано сечение варианта осуществления гидравлического усилителя давления. Гидравлический усилитель 10 давления содержит поршень 60, имеющий первый конец 601 и второй конец 602, при этом поршень установлен с возможностью скольжения внутри корпуса 61 поршня. Первый конец 601 поршня имеет площадь поверхности А1, которая больше площади поверхности А2 второго конца 602, что обеспечивает повышение давления на площадь поверхности А1 первого конца до более высокого давления, прикладываемого площадью поверхности А2 второго конца к текучей среде внутри пространства 30 кольцевой перегородки.In FIG. 5 is a sectional view of an embodiment of a hydraulic pressure booster. The hydraulic pressure amplifier 10 comprises a piston 60 having a first end 601 and a second end 602, the piston being slidably mounted inside the piston body 61. The first end 601 of the piston has a surface area A1 that is larger than the surface area A2 of the second end 602, which increases the pressure on the surface area A1 of the first end to a higher pressure applied by the surface area A2 of the second end to the fluid inside the annular partition space 30.

Корпус поршня может содержать два цилиндра: первый цилиндр 65 с первым диаметром, соответствующим первому концу поршня, и второй цилиндр 66 со вторым диаметром, который меньше первого диаметра, соответствующий второму концу поршня.The piston body may comprise two cylinders: a first cylinder 65 with a first diameter corresponding to a first end of the piston, and a second cylinder 66 with a second diameter that is smaller than a first diameter corresponding to a second end of the piston.

Средство усиления давления с фиг. 5 содержит управляющий распределитель 67 для управления жидкостным соединением между первым цилиндром 65, входом средства 10 усиления давления и каналом 13 избытка текучей среды, который обеспечивает жидкостное соединение средства усиления давления со стволом скважины 100, когда поршень втянут для впуска нового количества текучей среды во второй цилиндр 66 меньшего диаметра. Управляющий распределитель имеет два положения. Первое положение обеспечивает возможность жидкостного соединения между первым цилиндром и входом средства усиления давления для подачи расширяющей текучей среды F1 в первый цилиндр в процессе повышения давления, а второе положение обеспечивает возможность жидкостного соединения между первым цилиндром и каналом избытка текучей среды при втягивании поршня, позволяя расширяющей текучей среде F1 выходить из первого цилиндра. Управляющий распределитель выполнен с возможностью автоматического переключения между упомянутыми первым и вторым положениями с помощью управляющего устройства 68, когда поршень достигает своих крайних положений на одном или другом конце корпуса поршня. Кроме того, средство усиления давления может содержать первый односторонний обратный клапан 69 и второй односторонний обратный клапан 63. Первый односторонний обратный клапан 69 позволяет расширяющей текучей среде F1 поступать с входа средства 10 усиления давления во второй цилиндр 66 и предотвращает обратное протекание текучей среды F2 повышенного давления из второго цилиндра 66 к входу 11 средства усиления давления. Таким образом, в процессе отвода поршня на сторону высокого давления может поступать расширяющая текучая среда со входа. Второй односторонний обратный клапан 63 позволяет расширяющей текучей среде F2 с повышенным давлением протекать из второго цилиндра к выходу 12 средства усиления давления и в пространство 30 кольцевой перегородки, но предотвращает обратное протекание текучей среды F2 из пространства кольцевой перегородки во второй цилиндр. Таким образом, расширяющая текучая среда F2 может всегда поступать в пространство 30 кольцевой перегородки, однако при отводе поршня, когда второй цилиндр заполнен расширяющим текучим средством низкого давления, расширяющая текучая среда высокого давления не потечет обратно из пространства 30 кольцевой перегородки.The pressure enhancing means of FIG. 5 comprises a control valve 67 for controlling a fluid connection between the first cylinder 65, the inlet of the pressure enhancing means 10 and the excess fluid channel 13, which provides a fluid connection of the pressure enhancing means to the wellbore 100 when the piston is retracted to let a new amount of fluid into the second cylinder 66 smaller diameter. The control valve has two positions. The first position allows fluid connection between the first cylinder and the inlet of the pressure enhancing means for supplying the expanding fluid F1 to the first cylinder in the process of increasing pressure, and the second position allows fluid connection between the first cylinder and the excess fluid channel when the piston is retracted, allowing the expanding fluid environment F1 exit the first cylinder. The control valve is arranged to automatically switch between the first and second positions by means of a control device 68 when the piston reaches its extreme positions at one or the other end of the piston body. In addition, the pressure enhancing means may include a first one-way check valve 69 and a second one-way check valve 63. The first one-way check valve 69 allows the expansion fluid F1 to flow from the inlet of the pressure enhancing means 10 to the second cylinder 66 and prevents backflow of the pressurized fluid F2 from the second cylinder 66 to the inlet 11 of the pressure amplification means. Thus, in the process of diverting the piston, an expanding fluid from the inlet may enter the high pressure side. The second one-way check valve 63 allows the pressurized expansion fluid F2 to flow from the second cylinder to the outlet 12 of the pressure enhancing means and to the annular partition space 30, but prevents the return of the fluid F2 from the annular partition space to the second cylinder. Thus, the expanding fluid F2 can always enter the annular partition space 30, however, when the piston is withdrawn when the second cylinder is filled with the low pressure expanding fluid, the high pressure expanding fluid will not flow back from the annular partition space 30.

Для предотвращения попадания текучей среды, содержащего частицы грязи в средство усиления давления через канал 13 избытка текучей среды, в указанном канале избытка текучей среды во время нормальной работы средства усиления давления в общем случае устанавливается фильтр 70. При этом в ствол скважины из канала избытка текучей среды будет выходить только избыточная текучая среда. В особых же условиях, например при значительных флуктуациях давления в стволе скважины, фильтр может приобрести важное значение для среды внутри средства усиления давления.To prevent the entry of a fluid containing dirt particles into the pressure enhancing means through the excess fluid channel 13, a filter 70 is generally installed in the specified excess fluid channel during normal operation of the pressure enhancing channel. In this case, a filter 70 is inserted into the wellbore from the excess fluid channel only excess fluid will exit. Under special conditions, for example, with significant pressure fluctuations in the wellbore, the filter can become important for the medium inside the pressure enhancer.

Как показано на фиг. 5, в корпусе поршня предусмотрена полость 62 между первым и вторым концами поршня, причем полость 62 может соединяться с наружной стороной средства 10 усиления давления посредством второго канала 13с избытка текучей среды, при этом в общем случае во второе соединение 13с также помещается второй фильтр 70b, чтобы исключить попадание грязи вблизи движущегося поршня 60.As shown in FIG. 5, a cavity 62 is provided in the piston body between the first and second ends of the piston, the cavity 62 being connected to the outside of the pressure enhancing means 10 via a second excess fluid channel 13c, while a second filter 70b is also generally placed in the second connection 13c, to prevent the ingress of dirt near the moving piston 60.

Средство 10 усиления давления с фиг. 6 содержит поршень двустороннего действия. Для увеличения скорости/объемного расхода средства усиления давления по сравнению со средством усиления давления с фиг. 5 в усилителе можно использовать принцип поршня двустороннего действия. При отводе поршня с фиг. 5 средство усиления давления переходит в неактивное состояние с точки зрения повышения давления. При использовании поршня двустороннего действия для повышения давления можно использовать как прямое, так и обратное перемещение возвратно-поступательного движения поршня, полностью исключая тем самым неактивные периоды и снова увеличивая скорость/объемный расход средства усиления давления, что позволяет сократить время для расширения кольцевой перегородки. Поскольку, как было указано выше, системы с поршнем двустороннего действия требуют использования дополнительных технических средств, эти системы обычно менее надежны, поэтому выбор между поршнем двустороннего или одностороннего действия является компромиссом между скоростью и надежностью.The pressure enhancing means 10 of FIG. 6 contains a double-acting piston. To increase the velocity / volumetric flow rate of the pressure enhancing means as compared with the pressure amplifying means of FIG. 5, the double-acting piston principle can be used in the amplifier. When retracting the piston of FIG. 5, the pressure enhancing means becomes inactive from the point of view of increasing pressure. When using a double-acting piston to increase the pressure, both direct and reverse movement of the reciprocating motion of the piston can be used, thereby completely eliminating inactive periods and again increasing the speed / volumetric flow rate of the pressure enhancing means, which reduces the time for expanding the annular partition. Since, as mentioned above, systems with a double-acting piston require the use of additional technical means, these systems are usually less reliable, so the choice between a double-acting or single-acting piston is a compromise between speed and reliability.

Средство усиления давления, содержащее поршень двустороннего действия, может дополнительно содержать первый и второй управляющий распределитель 67а, 67b для управления жидкостным соединением между первым и вторым концами 65а, 65b первого цилиндра, клапан 71 управления направлением текучей среды, а также первый и второй каналы 13а, 13b избытка текучей среды, обеспечивающие жидкостное соединение от средства усиления давления к стволу 100 скважины. Как и в случае средства усиления давления с фиг. 5, управление текучим средством, поступающим в первый цилиндр, обеспечивается управляющим распределителем. Однако при использовании поршня двустороннего действия можно повышать давление на обеих сторонах поршня, поэтому могут потребоваться два управляющих распределителя, при этом дополнительный клапан управления направлением текучей среды определяет, будет ли расширяющая текучая среда направлена с входа 11 на первый или на второй управляющий распределитель 67а, 67b. Первый управляющий распределитель 67а имеет два положения, из которых первое положение обеспечивает жидкостное соединение между первым концом 65а первого цилиндра и клапаном 71 направления текучей среды для подачи расширяющей текучей среды F1 в первый конец 65а цилиндра при повышении давлении на втором конце цилиндра, при этом второе его положение обеспечивает жидкостное соединение между первым цилиндром и первым каналом 13а избытка текучей среды; второй управляющий распределитель имеет два положения аналогичным образом. Кроме того, средство усиления давления, содержащее поршень двустороннего действия, может содержать клапан 71 управления направлением текучей среды, который в этом случае управляется первым и вторым управляющими устройствами 68а, 68b, из которых первое управляющее устройство 68а определяет, когда поршень 60 достигает положения упора на первом конце 65а первого цилиндра, а второе управляющее устройство определяет, когда поршень 60 достигает положения упора на втором конце 65b первого цилиндра, причем по достижении поршнем положения упора происходит смена направления текучей среды с одного управляющего распределителя на другой посредством клапана 71 управления направлением текучей среды, с включением при этом первого или второго управляющего устройства 68а, 68b. В обеих линиях предусмотрены также первый и второй обратные клапаны 63а, 63b, 69а, 69b, обеспечивающие давление на каждой стороне поршня 60 двустороннего действия, с теми же функциями, как в усилителе давления с фиг. 5.The pressure enhancing means comprising a double-acting piston may further comprise a first and second control valve 67a, 67b for controlling the fluid connection between the first and second ends 65a, 65b of the first cylinder, a fluid direction control valve 71, as well as first and second channels 13a, 13b of excess fluid providing fluid connection from the pressure enhancing means to the wellbore 100. As with the pressure enhancing means of FIG. 5, control of the fluid entering the first cylinder is provided by a control valve. However, when using a double-acting piston, pressure can be increased on both sides of the piston, so two control valves may be required, and the additional fluid control valve determines whether the expanding fluid is directed from inlet 11 to the first or second control valve 67a, 67b . The first control valve 67a has two positions, of which the first position provides a fluid connection between the first end 65a of the first cylinder and the fluid direction valve 71 for supplying the expanding fluid F1 to the first end of the cylinder 65a with increasing pressure at the second end of the cylinder, while its second the position provides a fluid connection between the first cylinder and the first excess fluid passage 13a; the second control valve has two positions in the same way. In addition, the pressure enhancing means comprising the double-acting piston may include a fluid direction control valve 71, which in this case is controlled by the first and second control devices 68a, 68b, of which the first control device 68a determines when the piston 60 reaches the stop position the first end 65a of the first cylinder, and the second control device determines when the piston 60 reaches the stop position on the second end 65b of the first cylinder, and when the piston reaches the stop position um change of direction of the fluid from one distributor to another control valve 71 by controlling the direction of fluid, to include with the first or second control devices 68a, 68b. The first and second check valves 63a, 63b, 69a, 69b are also provided in both lines, providing pressure on each side of the double-acting piston 60, with the same functions as in the pressure amplifier of FIG. 5.

В некоторых вариантах осуществления изобретения (не показаны), средство усиления давления может содержать сжатый газ, который может выпускаться в кольцевую перегородку путем разблокировки расширяющей текучей средой клапана управления газом.In some embodiments of the invention (not shown), the pressure enhancing means may comprise compressed gas, which may be discharged into the annular partition by releasing the gas control valve by the expanding fluid.

На фиг. 7 изображена кольцевая перегородка, содержащая последовательно установленные первое и второе средство 10с, 10d усиления давления, из которых первое средство 10с усиления давления содержит первый вход 11а и первый выход 12с, причем первый вход 11а имеет жидкостное соединение с отверстием 9 расширения, а второе средство 10d усиления давления содержит второй вход 11d и второй выход 12d, причем второй выход 12d имеет жидкостное соединение с пространством 30 кольцевой перегородки. Как показано, кольцевая перегородка дополнительно содержит установленное последовательно промежуточное средство 10f усиления давления, которое имеет промежуточный вход 11f, имеющий жидкостное соединение с первым выходом 12с, и промежуточный выход 12f, имеющий жидкостное соединение со вторым входом 11d.In FIG. 7 shows an annular baffle comprising successively installed first and second pressure enhancing means 10c, 10d, of which the first pressure enhancing means 10c comprises a first inlet 11a and a first outlet 12c, wherein the first inlet 11a is fluidly connected to the expansion hole 9 and the second means 10d the pressure enhancer comprises a second inlet 11d and a second outlet 12d, the second outlet 12d being fluidly connected to the annular septum space 30. As shown, the annular partition further comprises sequentially mounted intermediate pressure enhancing means 10f that has an intermediate inlet 11f having a fluid connection to the first outlet 12c and an intermediate output 12f having a fluid connection to the second inlet 11d.

За счет последовательной установки средств усиления давления достигается возможность получения более высокого давления текучей среды F2 повышенного давления, которая используется для расширения расширяемой манжеты.By sequentially installing pressure enhancing means, it is possible to obtain a higher pressure of the increased pressure fluid F2, which is used to expand the expandable cuff.

На фиг. 8 изображены две кольцевые перегородки, герметизирующие секцию 600 контроля притока в скважинной среде.In FIG. 8 depicts two annular partitions sealing the inflow control section 600 in a well environment.

Система с использованием кольцевых перегородок согласно изобретению содержит трубчатую скважинную конструкцию и по меньшей мере одну кольцевую перегородку, установленную в качестве части трубчатой конструкции. Как часть трубчатой скважинной конструкции в процессе оборудования скважины устанавливается множество кольцевых перегородок, например, для крепления трубчатой конструкции в стволе скважины и обеспечения изоляции зоны. Другие кольцевые перегородки могут устанавливаться для герметизации специальных пространств в стволе скважины, например, зоны 600 контроля притока, как показано на фиг. 8.A system using annular partitions according to the invention comprises a tubular borehole structure and at least one annular partition installed as part of the tubular structure. As part of the tubular borehole structure, a plurality of annular partitions are installed in the well equipment process, for example, for securing the tubular structure in the borehole and providing zone isolation. Other annular partitions may be installed to seal special spaces in the wellbore, for example, the inflow control zone 600, as shown in FIG. 8.

Предлагается способ размещения кольцевой перегородки 1 в затрубном пространстве, который содержит следующие этапы: соединение кольцевой перегородки с трубчатой скважинной конструкцией 300, затем размещение нерасширенной трубчатой перегородки в заданное местоположение в скважине. Когда перегородка установлена в нужное положение, можно увеличить давление расширяющей текучей среды в трубчатой части, принуждая тем самым текучую среду поступать в отверстие расширения. При поступлении расширяющей текучей среды в отверстие 9 для расширения и затем в усилитель 10 давления, усилитель давления обеспечивает увеличение давления в пространстве 30 кольцевой перегородки, вызывая тем самым расширение расширяемой манжеты.A method for placing the annular septum 1 in the annulus is proposed, which comprises the following steps: connecting the annular septum to the tubular borehole structure 300, then placing the unexpanded tubular septum at a predetermined location in the well. When the baffle is installed in the desired position, it is possible to increase the pressure of the expanding fluid in the tubular portion, thereby forcing the fluid to enter the expansion opening. When the expanding fluid enters the expansion hole 9 and then into the pressure booster 10, the pressure booster increases the pressure in the annular septum space 30, thereby causing the expandable cuff to expand.

Кроме того, предлагается способ использования кольцевых перегородок в затрубном пространстве для герметизации секции контроля притока, который содержит следующие этапы: соединение двух перегородок с другими частями трубчатой скважинной конструкции и между ними с секцией 600 контроля притока, затем размещение двух кольцевых перегородок и секции контроля притока в заданном местоположении в скважине. Когда две перегородки и секция контроля притока установлены в нужное местоположение, в трубчатой части создают повышенное давление расширяющим текучим средством, и кольцевые перегородки расширяются за счет расширяющей текучей среды F2 с повышенным давлением изнутри трубчатой части с помощью средств усиления давления, что обеспечивает изоляцию зоны между первой зоной 102 и второй зоной 103 ствола скважины. Теперь в первой зоне имеется первое давление текучей среды, а во второй зоне - второе давление текучей среды, причем давление трубчатой части можно остановить и может быть активирована секция контроля притока, чтобы начать выпуск текучей среды в трубчатую скважинную конструкцию.In addition, a method is proposed for using annular partitions in the annulus to seal the inflow control section, which comprises the following steps: connecting the two partitions to other parts of the tubular borehole structure and between them to the inflow control section 600, then placing the two annular partitions and the inflow control section in specified location in the well. When the two baffles and the inflow control section are installed at the desired location, increased pressure is applied to the tubular part by the expanding fluid, and the annular partitions expand due to the expanding fluid F2 with increased pressure from the inside of the tubular part by means of pressure amplification, which provides isolation of the zone between the first zone 102 and the second zone 103 of the wellbore. Now, in the first zone, there is a first fluid pressure, and in the second zone, a second fluid pressure, wherein the pressure of the tubular portion can be stopped and the inflow control section can be activated to start the discharge of fluid into the tubular well structure.

Текучая среда повышенного давления, используемая для расширения кольцевой перегородки, может либо доводиться до повышенного давления сверху ствола скважины 100 и подаваться через трубчатую скважинную конструкцию 300, либо доводиться до повышенного давления в локально герметизированной зоне в трубчатой скважинной конструкции. Расширяющая текучая среда подается до тех пор, пока расширяемая манжета 3 не упрется во внутреннюю стенку 200 ствола скважины, как показано на фиг. 4. После того, как кольцевая перегородка была расширена с помощью текучей среды повышенного давления и уперлась во внутреннюю стенку 200 ствола скважины, кольцевая перегородка обеспечивает герметичное уплотнение между первой зоной 102 и второй зоной 103 ствола скважины. При этом первая зона 102 находится с одной стороны кольцевой перегородки 1, а вторая зона 103 - с другой стороны кольцевой перегородки 1.The pressurized fluid used to expand the annular septum can either be pressurized at the top of the wellbore 100 and pumped through the tubular borehole structure 300, or brought to elevated pressure in a locally sealed area in the tubular borehole structure. The expanding fluid is supplied until the expandable collar 3 abuts against the inner wall 200 of the wellbore, as shown in FIG. 4. After the annular septum has been expanded with pressurized fluid and abutted against the inner wall 200 of the wellbore, the annular septum provides a tight seal between the first zone 102 and the second zone 103 of the wellbore. In this case, the first zone 102 is located on one side of the annular partition 1, and the second zone 103 is on the other side of the annular partition 1.

Когда расширяемая манжета 3 кольцевой перегородки 1 расширена, диаметра манжеты увеличен относительно исходного значения в нерасширенном состоянии. Расширяемая манжета 3 имеет наружный диаметр D и может при расширении иметь диаметр, который по меньшей мере на 10%, предпочтительно по меньшей мере на 15%, еще более предпочтительно по меньшей мере на 30% превышает диаметр нерасширенной манжеты.When the expandable cuff 3 of the annular septum 1 is expanded, the diameter of the cuff is increased relative to the initial value in the unexpanded state. The expandable cuff 3 has an outer diameter D and may, when expanding, have a diameter that is at least 10%, preferably at least 15%, even more preferably at least 30% greater than the diameter of the unexpanded cuff.

При этом расширяемая манжета 3 имеет толщину стенки t меньше длины L расширяемой манжеты; предпочтительно, чтобы толщина составляла менее 25%, более предпочтительно менее 15%, еще более предпочтительно менее 10% длины.In this case, the expandable cuff 3 has a wall thickness t less than the length L of the expandable cuff; preferably, the thickness is less than 25%, more preferably less than 15%, even more preferably less than 10% of the length.

Расширяемая манжета 3 кольцевой перегородки может быть изготовлена из металла, полимеров, эластомера, силикона или натуральной или синтетической резины.The expandable cuff 3 of the annular partition can be made of metal, polymers, elastomer, silicone, or natural or synthetic rubber.

Для увеличения толщины манжеты 3 может использоваться дополнительный материал (не показан), наносимый на расширяемую манжету, например, привариваемый к ее наружной поверхности.To increase the thickness of the cuff 3 can be used additional material (not shown) applied to the expandable cuff, for example, welded to its outer surface.

В еще одном варианте осуществления изобретения толщина манжеты 3 увеличивается путем закрепления на манжете кольцеобразной части (не показана).In yet another embodiment, the thickness of the cuff 3 is increased by securing an annular portion (not shown) on the cuff.

В другом варианте осуществления изобретения увеличение толщины манжеты 3 достигается за счет того, что используется манжета 3 с изменяющейся толщиной (не показана). Для получения манжеты с изменяющейся толщиной могут использоваться такие технологии как прокатка, экструзионное прессования или литье под давлением.In another embodiment of the invention, an increase in the thickness of the cuff 3 is achieved by using a cuff 3 with a varying thickness (not shown). Techniques such as rolling, extrusion, or injection molding can be used to produce cuffs with varying thicknesses.

Для расширения кольцевой перегородки можно использовать расширяющий инструмент, который может содержать изолирующее устройство для изоляции первой секции снаружи прохода или клапан между наружной стенкой инструмента и внутренней стенкой трубчатой скважинной конструкции. Текучую среду повышенного давления получают путем увеличения давления текучей среды в изолирующем устройстве. Если секция трубчатой скважинной конструкции снаружи прохода трубчатой части изолирована, то нет необходимости повышать давление текучей среды во всей трубчатой конструкции, точно так же, как нет нужды в дополнительной заглушке, используемой в технических решениях, которые известны из уровня техники. Когда текучая среда закачана в пространство кольцевой перегородки, проход или клапан закрывают.To expand the annular partition, an expanding tool may be used, which may include an insulating device to isolate the first section from the outside of the passage or a valve between the outer wall of the tool and the inner wall of the tubular borehole structure. A pressurized fluid is obtained by increasing the pressure of the fluid in an insulating device. If the section of the tubular borehole structure is insulated outside the passage of the tubular part, then there is no need to increase the fluid pressure in the entire tubular structure, just as there is no need for an additional plug used in technical solutions known from the prior art. When fluid is pumped into the annulus space, the passage or valve is closed.

Указанный инструмент может использоваться также для расширения расширяемой манжеты 3 кольцевой перегородки 1 или двух кольцевых перегородок одновременно. Инструмент с колтюбингом может повышать давление текучей среды в трубчатой скважинной конструкции без необходимости изолирования секции трубчатой конструкции. Однако такой инструмент может потребовать закупоривания трубчатой скважинной конструкции ниже по стволу скважины от указанных двух кольцевых перегородок или перегородок 1, предназначенных для ввода в действие. Для расширения манжеты в системе с использованием кольцевых перегородок согласно изобретению может также использоваться буровая труба или спускаемый на тросе инструмент.The specified tool can also be used to expand the expandable cuff 3 of the annular partition 1 or two annular partitions at the same time. A coiled tubing tool can increase the fluid pressure in a tubular borehole structure without the need to isolate a section of the tubular structure. However, such a tool may require clogging of the tubular borehole structure down the wellbore from said two annular partitions or partitions 1 for commissioning. To expand the cuff in the system using the annular partitions according to the invention, a drill pipe or a cabled tool can also be used.

В одном варианте осуществления изобретения инструмент включает в себя резервуар, содержащий текучую среду повышенного давления, например, когда текучая среда, используемая для расширения манжеты 3, представляет собой цемент, газ или двухкомпонентный компаунд.In one embodiment, the tool includes a reservoir containing pressurized fluid, for example, when the fluid used to expand the sleeve 3 is cement, gas, or a two-component compound.

Трубчатая скважинная конструкция может представлять собой эксплуатационную насосно-компрессорную колонну, обсадную колонну или подобный трубопровод в скважине или в стволе скважины. Кольцевая перегородка 1 может использоваться между внутренней насосно-компрессорной колонной и наружной трубой в стволе скважины или между трубой и внутренней стенкой ствола скважины. В скважине могут находиться несколько видов труб, и предлагаемая кольцевая перегородка 1 может устанавливаться для использования со всеми видами труб.The tubular borehole structure may be a production tubing, casing or similar pipe in the well or in the wellbore. An annular partition 1 may be used between the inner tubing and the outer pipe in the wellbore or between the pipe and the inner wall of the wellbore. Several types of pipes can be in the well, and the proposed annular partition 1 can be installed for use with all types of pipes.

В качестве клапана возможно применение любого клапана регулировки расход, например, это может быть шаровой клапан, клапан с поворотной заслонкой, дроссельный клапан, запорный или невозвратный клапан, мембранный клапан, отсечной клапан, клапан с задвижкой, запорно-регулирующий клапан, клапан ножевого типа, игольчатый клапан, поршневой клапан, шланговый пережимной клапан, пробковый клапан.As a valve, any flow control valve can be used, for example, it can be a ball valve, a butterfly valve, a butterfly valve, a shut-off or non-return valve, a diaphragm valve, a shut-off valve, a valve with a shutter, a shut-off and control valve, a knife-type valve, needle valve, piston valve, hose pinch valve, cork valve.

Расширяемая трубчатая манжета 3 может иметь холоднокатаную и горячекатаную трубчатую конструкцию. Манжета может быть бесшовной или сварной.The expandable tubular cuff 3 may have a cold rolled and a hot rolled tubular structure. The cuff may be seamless or welded.

Расширяемая трубчатая металлическая манжета 3 можно изготовить экструдированием, литьем под давлением или прокаткой, например горячей прокаткой, холодной прокаткой, гибкой и т.д., и затем сварена.The expandable tubular metal sleeve 3 can be made by extrusion, injection molding or rolling, for example hot rolling, cold rolling, bending, etc., and then welded.

В качестве текучей среды, используемой для расширения расширяемой манжеты 3, может использоваться любого рода текучая среда, присутствующая в стволе скважины, окружающей инструмент и/или трубчатую скважинную конструкцию. В качестве текучей среды возможны также цемент, газ, вода, полимеры или двухкомпонентный компаунд, например, порошок или частицы, смешиваемые или вступающие в реакцию со связующим или отверждающим агентом. Часть текучей среды, например, отверждающий агент может быть помещена в пространство кольцевой перегородки перед вводом в это пространство еще одной текучей среды.As the fluid used to expand the expandable cuff 3, any kind of fluid present in the wellbore surrounding the tool and / or tubular wellbore may be used. Cement, gas, water, polymers or a two-component compound, for example, powder or particles mixed or reacting with a binding or curing agent, are also possible as a fluid. A part of the fluid, for example, a curing agent, can be placed in the space of the annular septum before introducing another fluid into this space.

Выше приведено описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения, и специалисту в данной области будет очевидна возможность различных изменений и модификация изобретения в пределах объема притязаний, определяемых прилагаемой формулой изобретения.The above is a description of preferred embodiments of the invention, and the person skilled in the art will appreciate the possibility of various changes and modifications of the invention within the scope of the claims defined by the attached claims.

Claims (15)

1. Кольцевая перегородка (1), расширяемая в затрубном пространстве (101) между трубчатой скважинной конструкцией (300) и внутренней стенкой (4) ствола (100) скважины для обеспечения изоляции зоны между первой зоной (102) и второй зоной (103) ствола скважины, содержащая:
- трубчатую часть (2), предназначенную для установки в качестве части трубчатой конструкции скважинной конструкции (300) и имеющую отверстие (9) расширения;
- расширяемую манжету (3), окружающую указанную трубчатую часть, причем каждый конец (31, 32) расширяемой манжеты соединен с трубчатой частью; и
- пространство (30) кольцевой перегородки между трубчатой частью (2) и расширяемой манжетой (3),
причем кольцевая перегородка дополнительно содержит средство (10) усиления давления, снабженное входом (11) на первом конце (10a), имеющим жидкостное соединение с отверстием (9) расширения, и выходом (12) на втором конце (10b), имеющим жидкостное соединение с пространством кольцевой перегородки, причем средство (10) усиления давления содержит поршень (60), имеющий первый конец (601) и второй конец (602) и установленный с возможностью скольжения в корпусе (61) поршня, причем корпус поршня содержит первый цилиндр (65), имеющий первый внутренний диаметр, который соответствует наружному диаметру первого конца поршня и имеет площадь (A1) поверхности первого конца, и второй цилиндр (66), имеющий второй диаметр, который соответствует наружному диаметру второго конца поршня и имеет площадь (A2) поверхности второго конца, причем площадь (A1) поверхности первого конца больше площади (A2) поверхности второго конца,
отличающаяся тем, что средство (10) усиления давления дополнительно содержит канал (75) подачи текучей среды, имеющий жидкостное соединение с указанным входом и отверстием расширения для пропускания текучей среды во второй цилиндр (66), причем средство усиления давления дополнительно содержит первый односторонний обратный клапан (69), размещенный в канале (75) подачи текучей среды для предотвращения выхода текучей среды из второго цилиндра (66) при сжатии текучей среды поршнем (60) и для пропускания текучей среды во второй цилиндр (66) при уменьшении сжатия текучей среды посредством поршня (60).
1. An annular partition (1), expandable in the annulus (101) between the tubular borehole structure (300) and the inner wall (4) of the wellbore (100) to provide isolation of the zone between the first zone (102) and the second zone (103) of the wellbore wells containing:
- a tubular part (2) intended to be installed as part of the tubular structure of the borehole structure (300) and having an opening (9) of expansion;
- expandable cuff (3) surrounding the specified tubular part, with each end (31, 32) of the expandable cuff connected to the tubular part; and
- the space (30) of the annular partition between the tubular part (2) and the expandable cuff (3),
moreover, the annular partition further comprises a pressure enhancing means (10) provided with an inlet (11) at the first end (10a) having a fluid connection to the expansion hole (9) and an outlet (12) at the second end (10b) having a fluid connection with the space of the annular partition, and the means (10) for enhancing the pressure comprises a piston (60) having a first end (601) and a second end (602) and mounted for sliding in the piston housing (61), the piston housing comprising a first cylinder (65) having a first inner diameter which with corresponds to the outer diameter of the first end of the piston and has an area (A1) of the surface of the first end, and a second cylinder (66) having a second diameter that corresponds to the outer diameter of the second end of the piston and has an area (A2) of the surface of the second end, and the area (A1) of the surface the first end is larger than the area (A2) of the surface of the second end,
characterized in that the pressure enhancing means (10) further comprises a fluid supply channel (75) having a fluid connection with said inlet and an expansion hole for passing fluid into the second cylinder (66), wherein the pressure enhancing means further comprises a first one-way check valve (69) located in the fluid supply path (75) to prevent fluid from escaping from the second cylinder (66) while compressing the fluid with the piston (60) and to allow the fluid to pass into the second cylinder (66) while decreasing and compressing the fluid through the piston (60).
2. Кольцевая перегородка (1) по п. 1, отличающаяся тем, что средство (10) усиления давления дополнительно содержит второй односторонний обратный клапан (63), размещенный между каналом (75) подачи текучей среды и выходом (12) средства (10) усиления давления для предотвращения попадания текучей среды повышенного давления во второй цилиндр (66) при уменьшении сжатия текучей среды посредством поршня (60) и для выпускания текучей среды повышенного давления из средства (10) усиления давления через выход (12) при сжатии текучей среды поршнем (60).2. An annular partition (1) according to claim 1, characterized in that the pressure enhancing means (10) further comprises a second one-way check valve (63) located between the fluid supply channel (75) and the outlet (12) of the means (10) pressure amplification to prevent the increased pressure fluid from entering the second cylinder (66) while reducing the compression of the fluid by the piston (60) and to discharge the pressure fluid from the pressure amplification means (10) through the outlet (12) when the piston compresses the fluid ( 60). 3. Кольцевая перегородка (1) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что средство (10) усиления давления содержит множество средств (10c, 10d, 10e, 10f) усиления давления.3. An annular partition (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure enhancing means (10) comprise a plurality of pressure enhancing means (10c, 10d, 10e, 10f). 4. Кольцевая перегородка (1) по п. 3, отличающаяся тем, что выход (12) средства (10) усиления давления содержит камеру (72) накопления давления, имеющую жидкостное соединение с множеством вторых концов (601) множества поршней (60) и жидкостное соединение с пространством (30) кольцевой перегородки.4. An annular partition (1) according to claim 3, characterized in that the outlet (12) of the pressure enhancing means (10) comprises a pressure accumulation chamber (72) having a fluid connection with a plurality of second ends (601) of a plurality of pistons (60) and fluid connection with the space (30) of the annular partition. 5. Кольцевая перегородка (1) по любому из пп. 1, 2 или 4, отличающаяся тем, что между средством усиления давления и стволом скважины имеется канал (13) избытка текучей среды, пропускающий текучую среду из средства усиления давления в ствол скважины.5. The annular partition (1) according to any one of paragraphs. 1, 2 or 4, characterized in that between the means of pressure amplification and the wellbore there is a channel (13) of excess fluid passing fluid through the means of pressure amplification into the wellbore. 6. Кольцевая перегородка (1) по любому из пп. 1, 2 или 4, отличающаяся тем, что средство усиления давления содержит полость (62) внутри указанного корпуса поршня между первым концом и вторым концом поршня.6. The annular partition (1) according to any one of paragraphs. 1, 2 or 4, characterized in that the pressure enhancing means comprises a cavity (62) inside said piston body between the first end and the second end of the piston. 7. Кольцевая перегородка (1) по любому из пп. 1, 2 или 4, дополнительно содержащая односторонний клапан (64), имеющий жидкостное соединение со стволом скважины и пространством (30) кольцевой перегородки и пропускающий текучую среду из ствола скважины в пространство (30) кольцевой перегородки.7. The annular partition (1) according to any one of paragraphs. 1, 2 or 4, further comprising a one-way valve (64) having a fluid connection to the wellbore and the annular baffle space (30) and passing fluid from the borehole into the annular baffle space (30). 8. Кольцевая перегородка (1) по любому из пп. 1, 2 или 4, отличающаяся тем, что кольцевая перегородка содержит первое и второе средства (10c, 10d) усиления давления, установленные последовательно, причем первое средство (10c) усиления давления содержит первый вход (11a) и первый выход (12c), причем первый вход (11a) имеет жидкостное соединение с отверстием (9) расширения, причем второе средство (10d) усиления давления содержит второй вход (11d) и второй выход (12d), причем второй выход (12d) имеет жидкостное соединение с пространством (30) кольцевой перегородки.8. The annular partition (1) according to any one of paragraphs. 1, 2 or 4, characterized in that the annular partition contains the first and second means (10c, 10d) of pressure amplification installed in series, and the first means (10c) of pressure amplification comprises a first input (11a) and a first output (12c), wherein the first inlet (11a) is fluidly connected to the expansion hole (9), the second pressure enhancing means (10d) comprises a second inlet (11d) and a second outlet (12d), the second outlet (12d) being fluidly connected to the space (30) annular septum. 9. Кольцевая перегородка (1) по любому из пп. 1, 2 или 4, отличающаяся тем, что кольцевая перегородка (1) содержит первое и второе средства (10c, 10d) усиления давления, а также по меньшей мере одно промежуточное средство (10f) усиления давления, установленные последовательно, причем первое средство усиления давления содержит первый вход (11a) и первый выход (12c), причем первый вход имеет жидкостное соединение с отверстием (9) расширения, причем второе средство (10d) усиления давления содержит второй вход (11d) и второй выход (12d), причем второй выход имеет жидкостное соединение с пространством (30) кольцевой перегородки, причем указанное по меньшей мере одно промежуточное средство (10f) усиления давления содержит промежуточный вход (11f), имеющий жидкостное соединение с первым выходом (12c), и промежуточный выход (12f), имеющий жидкостное соединение со вторым входом (11d).9. The annular partition (1) according to any one of paragraphs. 1, 2 or 4, characterized in that the annular partition (1) comprises first and second pressure enhancing means (10c, 10d), as well as at least one intermediate pressure enhancing means (10f) arranged in series, wherein the first pressure enhancing means comprises a first inlet (11a) and a first outlet (12c), the first inlet being fluidly connected to the expansion hole (9), the second pressure enhancing means (10d) comprising a second inlet (11d) and a second outlet (12d), the second outlet has a fluid connection to the space (30) of the ring second partition, wherein said at least one intermediate means (10f) to increase pressure comprises an intermediate inlet (11f), having a fluid connection to the first output (12c), and an intermediate outlet (12f), having a fluid connection with the second inlet (11d). 10. Кольцевая перегородка (1) по любому из пп. 1, 2 или 4, отличающаяся тем, что средство усиления давления содержит гидравлический усилитель давления.10. The annular partition (1) according to any one of paragraphs. 1, 2 or 4, characterized in that the means of pressure amplification contains a hydraulic pressure amplifier. 11. Кольцевая перегородка (1) по любому из пп. 1, 2 или 4, отличающаяся тем, что средство усиления давления содержит гидравлический усилитель давления с поршнем двустороннего действия.11. The annular partition (1) according to any one of paragraphs. 1, 2 or 4, characterized in that the means of pressure amplification contains a hydraulic pressure amplifier with a double-acting piston. 12. Кольцевая перегородка (1) по любому из пп. 1, 2 или 4, отличающаяся тем, что второе средство (10e) усиления давления установлено на конце кольцевой перегородки на противоположной стороне от средства (10) усиления давления.12. The annular partition (1) according to any one of paragraphs. 1, 2 or 4, characterized in that the second means (10e) of pressure amplification is installed on the end of the annular partition on the opposite side from the means (10) of pressure amplification. 13. Система (500) с использованием кольцевых перегородок, содержащая:
- трубчатую скважинную конструкцию (300) и
- по меньшей мере одну кольцевую перегородку (1) по любому из пп. 1-12, установленную как часть указанной трубчатой скважинной конструкции.
13. The system (500) using annular partitions, containing:
a tubular borehole structure (300) and
- at least one annular partition (1) according to any one of paragraphs. 1-12, installed as part of the specified tubular downhole structure.
14. Способ размещения кольцевой перегородки (1) по любому из пп. 1-12 в затрубном пространстве, содержащий следующие этапы:
- соединяют кольцевую перегородку с трубчатой скважинной конструкцией (300),
- размещают нерасширенную кольцевую перегородку в заданном местоположении в скважине,
- повышают давление текучей среды внутри трубчатой части,
- усиливают давление в пространстве (30) кольцевой перегородки с помощью средства усиления давления и
- расширяют расширяемую манжету.
14. The method of placing the annular partition (1) according to any one of paragraphs. 1-12 in the annulus containing the following steps:
- connect the annular partition with a tubular borehole structure (300),
- place the unexpanded annular partition at a given location in the well,
- increase the pressure of the fluid inside the tubular part,
- increase the pressure in the space (30) of the annular septum using means of pressure amplification and
- expand the expandable cuff.
15. Способ использования кольцевых перегородок по п. 1 в затрубном пространстве для герметизации секции контроля притока, содержащий следующие этапы:
- соединяют две кольцевые перегородки с трубчатой скважинной конструкцией (300) и между ними с секцией (600) контроля притока,
- размещают две кольцевые перегородки и секцию контроля притока в заданном местоположении скважины,
- повышают давление в трубчатой части (2) и расширяют кольцевые перегородки посредством текучей среды повышенного давления изнутри трубчатой части для обеспечения изоляции зоны между первой зоной (102) и второй зоной (103) ствола скважины, причем первая зона имеет первое давление текучей среды, а вторая зона имеет второе давление текучей среды,
- прекращают повышать давление в трубчатой части и
- активируют секцию контроля притока, чтобы начать выпуск текучей среды в трубчатую скважинную конструкцию.
15. The method of using the annular partitions according to claim 1 in the annulus to seal the inflow control section, comprising the following steps:
- connect two annular partitions with a tubular borehole structure (300) and between them with the inflow control section (600),
- place two annular partitions and an inflow control section at a predetermined location of the well,
- increase the pressure in the tubular part (2) and expand the annular partitions by means of high pressure fluid from the inside of the tubular part to ensure isolation of the zone between the first zone (102) and the second zone (103) of the wellbore, the first zone having a first fluid pressure, and the second zone has a second fluid pressure,
- stop increasing the pressure in the tubular part and
- activate the inflow control section to start the release of fluid into the tubular borehole structure.
RU2014109418/03A 2011-08-31 2012-08-30 Annular partition with pressure increase RU2597418C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11179545.6 2011-08-31
EP11179545A EP2565368A1 (en) 2011-08-31 2011-08-31 Annular barrier with pressure amplification
PCT/EP2012/066870 WO2013030283A1 (en) 2011-08-31 2012-08-30 Annular barrier with pressure amplification

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014109418A RU2014109418A (en) 2015-10-10
RU2597418C2 true RU2597418C2 (en) 2016-09-10

Family

ID=46801478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014109418/03A RU2597418C2 (en) 2011-08-31 2012-08-30 Annular partition with pressure increase

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9725980B2 (en)
EP (2) EP2565368A1 (en)
CN (1) CN103732850B (en)
AU (1) AU2012300924B2 (en)
BR (1) BR112014002957B1 (en)
CA (1) CA2845490C (en)
DK (1) DK2751382T3 (en)
MX (1) MX348725B (en)
MY (1) MY181006A (en)
RU (1) RU2597418C2 (en)
WO (1) WO2013030283A1 (en)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2565368A1 (en) * 2011-08-31 2013-03-06 Welltec A/S Annular barrier with pressure amplification
GB2511503B (en) * 2013-03-04 2019-10-16 Morphpackers Ltd Expandable sleeve with pressure balancing and check valve
GB2517202B (en) * 2013-08-16 2020-03-18 Morphpackers Ltd Improved filling mechanism for a morphable sleeve
EP2853681A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-01 Welltec A/S A thermally expanded annular barrier
GB201320104D0 (en) * 2013-11-14 2014-01-01 Smjm Ltd An improved support device for use in a wellbore and a method for deploying a barrier in a wellbore
EP2876252A1 (en) * 2013-11-25 2015-05-27 Welltec A/S Annular barrier with an anti-collapsing unit
EP2990593A1 (en) 2014-08-27 2016-03-02 Welltec A/S Downhole wireless transfer system
GB201417556D0 (en) * 2014-10-03 2014-11-19 Meta Downhole Ltd Improvements in or relating to morphing tubulars
GB201417671D0 (en) * 2014-10-07 2014-11-19 Meta Downhole Ltd Improved isolation barrier
EP3020912A1 (en) * 2014-11-12 2016-05-18 Welltec A/S Annular barrier with closing mechanism
FR3038931B1 (en) * 2015-07-15 2017-08-25 Saltel Ind DEVICE FOR PROTECTING A DEGRADABLE PION FOR AN ANNULAR BARRIER ISOLATION SYSTEM
CN106481302A (en) * 2015-09-02 2017-03-08 中国石油化工股份有限公司 A kind of method setting oil-separating layer and special from boost controller
EP3153656A1 (en) * 2015-10-06 2017-04-12 Welltec A/S Downhole flow device
CA3010423A1 (en) * 2016-01-26 2017-08-03 Welltec A/S Annular barrier and downhole system for low pressure zone
EP3263829A1 (en) * 2016-06-28 2018-01-03 Welltec A/S Downhole drilling system
EP3266977A1 (en) * 2016-07-07 2018-01-10 Welltec A/S Annular barrier with shunt tube
GB2553827A (en) * 2016-09-16 2018-03-21 Morphpackers Ltd Improved packer
EP3327246A1 (en) * 2016-11-25 2018-05-30 Welltec A/S Annular barrier with expansion verification
NO343491B1 (en) * 2017-04-07 2019-03-25 Interwell Norway As Anchor device and casing plug assembly
EP3543460B1 (en) * 2018-03-19 2021-03-10 Caterpillar Global Mining Europe GmbH Hydraulic shield support system and pressure intensifier
EP3833849B1 (en) * 2018-08-06 2022-10-12 Welltec Oilfield Solutions AG An annular barrier system
US11802455B2 (en) * 2019-01-23 2023-10-31 Schlumberger Technology Corporation Expandable metal packer with anchoring system
EP3690183A1 (en) * 2019-01-31 2020-08-05 Welltec Oilfield Solutions AG Annular barrier with valve system
US11572758B2 (en) 2020-09-30 2023-02-07 Welltec Oilfield Solutions Ag Annular barrier with pressure-intensifying unit
EP3978722A1 (en) * 2020-09-30 2022-04-06 Welltec Oilfield Solutions AG Annular barrier with pressure-intensifying unit
EP3981947A1 (en) * 2020-10-06 2022-04-13 Welltec Oilfield Solutions AG Plug and abandonment system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1113514A1 (en) * 1982-06-29 1984-09-15 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники Hydraulic packer
RU2100568C1 (en) * 1991-04-06 1997-12-27 Йоханнес Зварт Клас Device for oil and gas wells applicable in their sealing (versions)
RU2101463C1 (en) * 1996-02-06 1998-01-10 Май Павлович Снежко Packer-type device for selective testing of beds
US20070056749A1 (en) * 2005-09-14 2007-03-15 Schlumberger Technology Corporation Dynamic Inflatable Sealing Device
RU65561U1 (en) * 2007-03-15 2007-08-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина PACKING DEVICE FOR SELECTIVE TESTING OF LAYERS
RU2409736C1 (en) * 2009-09-21 2011-01-20 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" Packer

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2786535A (en) * 1954-12-21 1957-03-26 Exxon Research Engineering Co Subsurface blowout preventer
US3503445A (en) * 1968-04-16 1970-03-31 Exxon Production Research Co Well control during drilling operations
US3850240A (en) * 1972-06-14 1974-11-26 Lynes Inc Tool for running on a drill string in a well bore
US4299397A (en) * 1979-06-15 1981-11-10 Halliburton Services Inflatable packer assembly with control valve
US4474380A (en) * 1982-10-08 1984-10-02 Halliburton Company Inflatable packer assembly with control valve
US4527625A (en) * 1982-11-15 1985-07-09 Completion Tool Company Packer valve arrangement
US4586526A (en) * 1983-11-18 1986-05-06 N. J. McAllister Petroleum Industries, Inc. Arrangement for controlling communication between a tubular member and an inflatable element supported on the tubular member in a well bore
US4577696A (en) * 1984-04-05 1986-03-25 Completion Tool Company Sequential inflatable packer
US4653588A (en) * 1985-10-10 1987-03-31 N. J. McAllister Petroleum Industries, Inc. Valve apparatus for controlling communication between the interior of a tubular member and an inflatable element in a well bore
US4655292A (en) * 1986-07-16 1987-04-07 Baker Oil Tools, Inc. Steam injection packer actuator and method
US4962812A (en) * 1989-12-11 1990-10-16 Baker Hughes Incorporated Valving system for inflatable packers
US5271469A (en) * 1992-04-08 1993-12-21 Ctc International Borehole stressed packer inflation system
US5473939A (en) * 1992-06-19 1995-12-12 Western Atlas International, Inc. Method and apparatus for pressure, volume, and temperature measurement and characterization of subsurface formations
US5400855A (en) * 1993-01-27 1995-03-28 Halliburton Company Casing inflation packer
GB2296273B (en) * 1994-12-22 1997-03-19 Sofitech Nv Inflatable packers
US5897095A (en) * 1996-08-08 1999-04-27 Baker Hughes Incorporated Subsurface safety valve actuation pressure amplifier
NO308424B1 (en) * 1998-12-10 2000-09-11 Reslink As Device for tools for setting a radially expandable gasket
US6651749B1 (en) * 2000-03-30 2003-11-25 Halliburton Energy Services, Inc. Well tool actuators and method
US20030075342A1 (en) 2000-04-26 2003-04-24 Bengt Gunnarsson Packer, setting tool for a packer and method for setting a packer
US7252162B2 (en) 2001-12-03 2007-08-07 Shell Oil Company Method and device for injecting a fluid into a formation
US20050217869A1 (en) * 2002-04-05 2005-10-06 Baker Hughes Incorporated High pressure expandable packer
GB2413139B (en) * 2002-12-26 2006-01-18 Baker Hughes Inc Alternative packer setting method
US7191844B2 (en) * 2004-01-09 2007-03-20 Schlumberger Technology Corp. Inflate control system for inflatable straddle stimulation tool
US20060042801A1 (en) * 2004-08-24 2006-03-02 Hackworth Matthew R Isolation device and method
US20090283279A1 (en) * 2005-04-25 2009-11-19 Schlumberger Technology Corporation Zonal isolation system
US20070012444A1 (en) * 2005-07-12 2007-01-18 John Horgan Apparatus and method for reducing water production from a hydrocarbon producing well
US7422058B2 (en) * 2005-07-22 2008-09-09 Baker Hughes Incorporated Reinforced open-hole zonal isolation packer and method of use
CN2900771Y (en) * 2006-05-11 2007-05-16 铁岭中油机械设备制造有限公司 Expansion type oil well packer
WO2008060297A2 (en) * 2006-11-15 2008-05-22 Halliburton Energy Services, Inc. Well tool including swellable material and integrated fluid for initiating swelling
ES2464457T3 (en) * 2009-01-12 2014-06-02 Welltec A/S Annular barrier and annular barrier system
US8960312B2 (en) * 2010-06-30 2015-02-24 Halliburton Energy Services, Inc. Mitigating leaks in production tubulars
GB201012175D0 (en) * 2010-07-20 2010-09-01 Metrol Tech Ltd Procedure and mechanisms
EP2565368A1 (en) * 2011-08-31 2013-03-06 Welltec A/S Annular barrier with pressure amplification

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1113514A1 (en) * 1982-06-29 1984-09-15 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники Hydraulic packer
RU2100568C1 (en) * 1991-04-06 1997-12-27 Йоханнес Зварт Клас Device for oil and gas wells applicable in their sealing (versions)
RU2101463C1 (en) * 1996-02-06 1998-01-10 Май Павлович Снежко Packer-type device for selective testing of beds
US20070056749A1 (en) * 2005-09-14 2007-03-15 Schlumberger Technology Corporation Dynamic Inflatable Sealing Device
RU65561U1 (en) * 2007-03-15 2007-08-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина PACKING DEVICE FOR SELECTIVE TESTING OF LAYERS
RU2409736C1 (en) * 2009-09-21 2011-01-20 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" Packer

Also Published As

Publication number Publication date
DK2751382T3 (en) 2017-10-30
BR112014002957B1 (en) 2021-03-16
MY181006A (en) 2020-12-15
AU2012300924B2 (en) 2015-09-17
CN103732850B (en) 2016-08-17
EP2565368A1 (en) 2013-03-06
CN103732850A (en) 2014-04-16
MX2014001743A (en) 2014-03-31
AU2012300924A1 (en) 2014-04-03
US20140216755A1 (en) 2014-08-07
MX348725B (en) 2017-06-27
BR112014002957A2 (en) 2017-03-01
CA2845490A1 (en) 2013-07-03
RU2014109418A (en) 2015-10-10
CA2845490C (en) 2019-07-02
EP2751382B1 (en) 2017-07-26
WO2013030283A1 (en) 2013-03-07
US9725980B2 (en) 2017-08-08
EP2751382A1 (en) 2014-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2597418C2 (en) Annular partition with pressure increase
AU2012307454B2 (en) Annular barrier with axial force mechanism
AU2016256576B2 (en) Annular barrier with expansion unit
US9988886B2 (en) Gas lift valve with mixed bellows and floating constant volume fluid chamber
BR112019025126B1 (en) DOWNHOLE PATCH LAYING TOOL, DOWNWELL COMPLETION SYSTEM, AND PATCH LAYING METHOD
US20160194933A1 (en) Improved Isolation Barrier
EP3074590B1 (en) Annular barrier with an anti-collapsing unit
RU2016100242A (en) Borehole Pumping Unit and Borehole System
CN103732851A (en) Annular barrier with compensation device
CA2856169A1 (en) Annular barrier system with flow lines
RU2513608C1 (en) Controlled bypass valve
US20070107790A1 (en) Control system for hydraulic cylinder, plug with a hydraulic cylinder and methods for setting and releasing a plug
CN116157584A (en) Annular barrier with pressurizing unit

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20190312

PD4A Correction of name of patent owner